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Gegenstand
der Erfindung ist eine Vorpresse für die Blattbildungs-,
d. h. Formierpartie einer Papiermaschine oder dergleichen, und diese
Vorpresse umfasst ein erstes Presselement und ein zweites Presselement,
die zusammen einen Nip bilden, durch den die Materialbahn, zwischen
zwei Geweben befindlich, von denen wenigstens eines ein Formiersieb
ist, geführt wird. Gegenstand der Erfindung ist auch der
Einsatz einer solchen Vorpresse im Mehrschichtformer zum Zusammengautschen
zweier getrennt hergestellter Bahnschichten.
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Gegenstand
der Erfindung ist weiter eine zu einer Papiermaschine oder dergleichen
gehörende Formierpartie, die einen Stoffauflauf und zwei
Formiersiebschlaufen sowie eine Anzahl innerhalb der Formiersiebschlaufen
angeordnete Entwässerungselemente zum Entwässern
der Faserstoffsuspension, die aus dem Stoffauflauf auf das Formiersieb oder
zwischen die Formiersiebe gespritzt wird, umfasst.
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Gegenstand
der Erfindung ist auch eine zur Herstellung einer mehrlagigen Papier-
oder Kartonbahn dienende Anlage, welche Mittel zur Bildung der ersten
Lage, d. h. Schicht der Bahn und Mittel zur Bildung der zweiten
Schicht der Bahn sowie Mittel zum Zusammenfügen der ersten
und zweiten Schicht umfasst.
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In
der Papiermaschine wird die wässrige Fasersuspension aus
dem Stoffauflauf auf das Formiersieb oder zwischen zwei Formiersiebe
gespritzt, wo ihr zwecks Herstellung einer zusammenhängenden Faserstoffbahn
Wasser entzogen wird. Die noch nasse Faserstoffbahn wird in die
Pressenpartie geführt, wo sie beim Durchlaufen wenigstens
eines Pressspaltes, d. h. Nips, weiter entwässert und verdichtet wird.
Zum Schluss gelangt die Bahn in die Trockenpartie, wo ihr durch
Verdampfen Wasser entzogen wird. Allgemein genommen gestaltet sich
das Abführen von Wasser aus der Faserstoffbahn umso aufwendiger
und teurer, je weiter sie in der Papiermaschine vorangekommen ist.
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In
der Formierpartie wird die Bahn mit Hilfe diverser Entwässerungselemente,
wie z. B. Walzen, Leisten und Saugkästen, entwässert
und bearbeitet. Der Trockengehalt der aus der Formierpartie abgehenden
Bahn sollte so hoch sein, dass die Bahn Zusammenhalt hat und die Überführung
aus der Formierpartie auf die Bespannung der Pressenpartie verträgt.
Zur Verbesserung der Nassfestigkeit und zur Erhöhung des
Trockengehalts der Bahn kann die Siebpartie mitunter mit einer Vor-
oder Siebpresse ausgestattet werden, durch die die Bahn, wenigstens auf
der einen Seite vom Formiersieb gestützt, geschleust wird.
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Vorbekannt
ist aus der Schrift
US
5820731 A ein am Ende der Siebpartie angeordnetes Walzenpaar,
das einen Nip bildet, durch den die sich zwischen zwei Sieben befindliche
Bahn geführt wird. Das Walzenpaar umfasst eine glatte Walze
und eine Walze mit offener Oberfläche, die das aus der
Bahn gepresste Wasser aufnimmt. Das Problem dieser Lösung
besteht in ihrer begrenzten Entwässerungskapazität,
weshalb in der besagten Schrift vorgeschlagen wird, zwei solche
Walzenpaare hintereinander anzuordnen. Der Walzennip ist relativ
schmal und erlaubt, damit die Bahnstruktur nicht gefährdet
wird, keinen allzu hohen Liniendruck. Vom Stand der Technik her
sind auch Lösungen bekannt, bei denen die eine Walze des
Walzenpaares aus einer Saugwalze besteht. Auch da besteht das Problem
darin, dass der Walzennip sehr schmal ist.
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In
US 5620566 A ist
eine für die Siebpartie einer Papiermaschine bestimmte
Vorpresse beschrieben, die einen Belastungsschuh aufweist, der durch
ein flüssiges Druckmedium gegen eine Saugwalze gedrückt
wird, wobei dieses Druckmedium gleichzeitig als Schmiermittel dient.
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Bei
den vorbekannten Vorpressen ist der Nip sehr starr und unelastisch,
sodass ein in der durch den Nip laufenden Bahn enthaltener Faserklumpen leicht
zur Beschädigung der Bahn und zur Unterbrechung der Papierproduktion
führt. Des weiteren ist die Entwässerungskapazität
der vorbekannten Vorpressen recht begrenzt. Wird versucht, zu viel
Wasser durch Pressen abzuführen, kann der Nip unter Umständen
die im Entstehen begriffene Bahn beschädigen; man spricht
dann von einem Verdrücken der Bahn.
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Eine
häufig angewandte Methode, eine mehrlagige Papier- oder
Kartonbahn herzustellen, besteht darin, jede Lage der Bahn getrennt
herzustellen und die so gefertigten Bahnen vor der Pressenpartie
zu vereinen. Meistens hat man zum Zusammenfügen eine offene
Transferwalze benutzt, die die Lagen zusammengautscht. Die Spaltfestigkeit
der Bahn zwischen den Lagen bildet oft die bedeutendste Schwachstelle
der mehrlagigen Bahn. Aus der
FI-Offenlegungsschrift
20010287 kennt man eine zum Zusammenfügen von
Materialbahnen dienende Anlage, die einen Saugkasten und eine bewegliche
Transferwalze, die im Saugbereich des Saugkastens die erste Bahn
mit der zweiten Bahn zusammenführt, umfasst. Die gegen
die Transferwalze zu liegen kommende Fläche des Saugkastens
ist entweder frei von Leisten oder mit elastisch abgestützten
Leisten bestückt. Mit dieser Lösung erreicht man
jedoch nicht immer eine ausreichend gute Entwässerung und
Spaltfestigkeit.
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Mit
der Erfindung sollen die beim Stand der Technik auftretenden Probleme
gelöst werden. Insbesondere soll eine neue, gegenüber
bisher leistungsfähigere Vorpresse geschaffen werden, bei
der die Entwässerung der Bahn leicht zu regulieren ist.
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Eine
der Aufgaben der Erfindung besteht darin, eine neue Anlage zur Herstellung
einer mehrlagigen Materialbahn zu schaffen.
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Die
charakteristischen Merkmale der erfindungsgemäßen
Vorpresse gehen aus dem kennzeichnenden Teil von Patentanspruch
1 hervor. Die Vorpresse hat zwei Presselemente, deren erstes aus einem
Saugkasten mit einer gegen das Sieb zu liegen kommenden gelochten
Fläche besteht. Das zweite Presselemente hat eine elastisch
deformierbare Oberfläche, die sich der Form der gelochten
Fläche des Saugkastens anzupassen vermag, und dieses zweite
Presselement kann, um einen verbreiter ten Nip zu erzeugen, gegen
die Fläche des Saugkastens belastet bzw. gedrückt
werden.
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Der
Saugkasten kann einen gelochten Deckel, dessen offene Fläche
20–60% beträgt, aufweisen. Bevorzugt ist der Saugkasten
mit Unterdruck beaufschlagt, der 10–40 kPa beträgt.
Der Saugkasten kann einen ebenen, konvexen oder konkaven Deckel haben,
der mit Löchern versehen ist, die in einem Winkel von 1–60° schräg
zur Laufrichtung der Bespannung verlaufen.
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Zwischen
dem Saugkasten und dem mit einer elastisch deformierbaren Oberfläche
versehenen Presselement bildet sich ein verbreiterter Nip, dessen
Nipdruck sich durch Veränderung der Elastizität der
Fläche des zweiten Presselements leicht regulieren lässt.
Die Elastizität der besagten Fläche ist bevorzugt
regelbar. Das zweite Presselement besteht bevorzugt aus einer Walze
mit einem mit Druckmedium gefüllten Hohlraum, sodass die
Belastung, d. h. der Druck des zweiten Presselements gegen die Fläche
des Saugkastens durch Veränderung des Druckes des in dem
Hohlraum befindlichen Druckmediums leicht reguliert werden kann.
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Eine
solche an ihrer Oberfläche elastische Walzenkonstruktion
besteht zum Beispiel aus einem Walzenkörper (etwa aus einer
Hohlwalze), um die spiralig ein Druckluftschlauch gewickelt ist.
Auf die von dem Druckluftschlauch gebildete Schicht kann noch ein
elastischer Strumpf aufgezogen sein. Die von dem Druckluftschlauch
und dem Strumpf gebildete Gesamtheit ist elastisch und bewirkt an
der Walzenaußenseite einen Flächendruck, der proportional zu
dem im Inneren des Schlauches herrschenden Druck ist. Der Entwässerungsdruck
im Nip ist durch den im Druckluftschlauch herrschenden Luftdruck bestimmt,
der zum Beispiel im Bereich von 0,5–6 bar liegen kann.
Mit einer solchen Vorpresse lassen sich extrem hohe Entwässerungsdrücke
erreichen. Der Entwässerungsdruck lässt sich durch
Regulieren des im Druckluftschlauch herrschenden Luftdruckes mit Hilfe
eines Druckreduzierventils leicht auf den gewünschten Wert
einstellen.
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Als
zweites Beispiel eines solchen mit einer elastischen Fläche
versehenen Presselements sei eine Schuhwalze angeführt,
bei der ein elastisch deformierbares Stützteil in einem
an einem starren Halter ausgebildeten Hohlraum so angeordnet ist,
dass sich das Stützteil in jener Phase, in der das zweite Presselement
gegen die Saugkasten-Fläche belastet bzw. gedrückt
wird, der Form der Saugkasten-Fläche anzupassen vermag.
Bevorzugt umfasst dieses elastisch deformierbare Stützteil
eine mit Druckmedium gefüllte Kammer, der Mittel zur Regulierung
des Druckes in der mit Druckmedium gefüllten Kammer zugeordnet
sind.
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In
den
WO-Offenlegungsschriften 2005/038129 und
2005/038130 sind Beispiele
oberflächenelastischer Wal zenkonstruktionen beschrieben,
die als Presselemente in der erfindungsgemäßen
Vorpresse eingesetzt werden können. Auch andere oberflächenelastische
Walzenkonstruktionen, mit denen in Zusammenwirkung mit der Fläche
eines Saugkastens ein verbreiterter Nip zustande gebracht werden
kann, können für diesen Zweck in Frage kommen.
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Die
Löcher des Saugkastendeckels sind schräg zur Laufrichtung
der Bespannungen gerichtet, wodurch der Abfluss des Wassers durch
die Löcher in den Saugkasten erleichtert wird. Der gelochte Saugkastendeckel
bildet für die Siebe und die Bahn eine bessere Stütze
als ein Leistendeckel. Dank der Lochung kann dem Deckel auch eine
größere offene Fläche als dem Leistendeckel
verliehen werden. Die offene Fläche des Saugkastendeckels
bzw. des Saugwalzenmantels beträgt bevorzugt 20–60%.
Der Saugkasten ist bevorzugt mit Vakuum von 10–40 kPa beaufschlagt.
Mit Hilfe des Unterdruckes des Saugkastens kann der Druckgradient,
dem die Bahn im Vorpressnip ausgesetzt ist, reduziert oder abgeflacht werden.
Die Entwässerung in den Saugkasten bzw. in die Saugwalze
kann bereits vor dem Nip beginnen und sich auch hinter dem Nip fortsetzen.
Dank des Saugkastens bewirkt das aus dem Nip abgehende Wasser keine Überflutung
und auch keine Beschädigung der Bahnstruktur. Dies ist
möglich, weil die gegen das Sieb zu liegen kommende Fläche
des Saugkastens eine ausreichend große offene Fläche
hat. Gleichzeitig gibt die gelochte Flä che dem Sieb an
der Nipstelle die erforderliche Stütze.
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Der
von einem mit einer gelochten Fläche versehenen Saugkasten
und einer oberflächenelastischen Walze gebildete Vorpressnip
ist derart elastisch, dass ein durch den Nip laufender Faserklumpen
kaum zu einer Beschädigung der Siebe führt, weil
nun in der Elastizität erfordernden Situation kein Bedarf
besteht, eine große Masse schnell aus dem Weg des Faserklumpens
zu schaffen.
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Die
Breite des Nips (in Maschinenrichtung) hängt ab vom Durchmesser
der oberflächenelastischen Walze, der Beulung der Walzenfläche
und der Geometrie des Saugkastens. Diese Nipbreite kann während
des Betriebs durch Veränderung des Druckes des Druckmediums
in dem Hohlraum der elastischen Walze beeinflusst werden.
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Bevorzugt
gelangt die Bahn mit einem Trockengehalt von wenigstens 8–10%
in die Vorpresse in der Formierpartie. Das Belastungsniveau beim Vorpressen
beträgt im Allgemeinen wenigstens 20 kPa und je nach Fall
maximal 100–300 kPa.
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Für
die erfindungsgemäße Formierpartie ist charakteristisch,
was darüber im kennzeichnenden Teil von Patentanspruch
12 ausgeführt ist. Die Formierpartie umfasst einen innerhalb
der ersten Siebschlaufe angeord neten Saugkasten mit einer gelochten
Fläche und eine mit elastisch deformierbarer Oberfläche
versehene, innerhalb der zweiten Siebschlaufe oder entsprechenden
Bespannung angeordnete Walze oder dergleichen. Die Walze kann so gegen
die Fläche des Saugkastens belastet bzw. gedrückt
werden, dass die elastisch deformierbare Oberfläche der
Walze und die gelochte Fläche des Saugkastens zusammen
einen verbreiterten Nip bilden, durch den die Bahn, zwischen zwei
Geweben befindlich, von denen wenigstens das eine aus einem Formiersieb
besteht, geschleust wird.
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Bevorzugt
wird die Bahn zwischen zwei Formiersieben befindlich in den Vorpressnip
geführt. Alternativ kann die Vorpresse auch an einer Stelle
angeordnet werden, wo das eine Gewebe aus einem Formiersieb und
das zweite Gewebe zum Beispiel aus einem Transferband oder einem
Pressfilz besteht.
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Für
die zur Herstellung einer mehrlagigen Papier- oder Kartonbahn bestimmte
erfindungsgemäße Anlage ist charakteristisch,
was darüber im kennzeichnenden Teil von Patentanspruch
14 ausgeführt ist. Die Anlage hat zum Zusammenfügen
der ersten und der zweiten Lage der Bahn dienende Mittel, die einen
innerhalb der ersten Siebschlaufe angeordneten Saugkasten mit einer
gelochten Fläche und eine mit elastisch deformierbarer
Oberfläche versehene, innerhalb der zweiten Siebschlaufe
angeordnete Walze umfassen. Die an ihrer Oberfläche e lastische
Walze kann so gegen die gelochte Fläche des Saugkastens
belastet bzw. gedrückt werden, dass die Walze und der Saugkasten
zusammen einen verbreiterten Nip bilden, durch den die erste und
die zweite Lage der Bahn zwecks Zusammenfügens dieser Lagen
geschleust werden.
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Bevorzugt
umfassen wenigstens die Mittel zur Herstellung der einen Lage der
Bahn einen mit Vakuum beaufschlagten Siebtisch, der zwei hintereinander
angeordnete Entwässerungskammern haben kann, wobei die
in Stoffankommrichtung betrachtet erste Entwässerungskammer
einen Lochdeckel und die zweite Entwässerungskammer einen
Leistendeckel hat. Diese Lösung bietet den Vorteil guter Entwässerungskapazität,
wodurch sich die Länge der Langsiebpartie reduziert.
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Im
Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen, auf die die Erfindung jedoch keinesfalls eng begrenzt
werden soll, beschrieben. Es zeigen:
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1 seitlich
betrachtet einen Hybridformer mit der erfindungsgemäßen
Vorpresse;
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2 seitlich
betrachtet einen Gap-Former mit der erfindungsgemäßen
Vorpresse;
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3 eine
vergrößerte Seitenansicht der Vorpresse und den
von dieser bewirkten Entwässerungsdruck;
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4 einen
Schnitt der Walzenoberflächenkonstruktion einer oberflächenelastischen
Walze;
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5 einen
Schnitt der Walzenoberflächenkonstruktion einer zweiten
oberflächenelastischen Walze;
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6 die
Seitenansicht eines Zweischichtformers, bei dem eine erfindungsgemäße
Vorpresse zum Zusammenfügen der Lagen der Bahn benutzt wird;
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7 die
Seitenansicht einer alternativen Vorpressenkonstruktion; und
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8 ein
Schnittbild des in der Vorpresse von 7 einzusetzenden,
in einen starren Halter befindlichen elastisch deformierbaren Stützteils.
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Der
in 1 gezeigte Hybridformer umfasst eine von den Leitwalzen 8 geführte
Untersiebschlaufe 11 und eine von den Leitwalzen 9 geführte
Obersiebschlaufe 12. Die Formierpartie beginnt mit einem Langsiebabschnitt,
an den sich ein von den Sieben 11, 12 begrenzter
Zweisiebabschnitt anschließt, auf den ein zweiter Langsiebabschnitt
folgt. Die Faserstoffsuspension wird aus dem Stoffauflauf 10 auf
das Untersieb 11 aufgespritzt, auf dessen erstem Langsiebabschnitt
mit Hilfe unterhalb des Siebes angeordneter (nicht dargestellter)
Entwässerungselemente durch das Untersieb 11 hindurch
der Faserstoffsuspension Wasser entzogen wird. Am Anfang des Zweisiebabschnitts
wird das Obersieb 12 an die Oberfläche der auf
dem Untersieb 11 befindlichen Faserstoffsuspensionsschicht
herangeführt und der Faserstoffsuspension mit den Entwässerungskästen 13 Wasser
entzogen. Danach gelangt die Bahn W in den Vorpressnip N, der von
dem in der Obersiebschlaufe 12 angeordneten, mit gelochtem
Deckel 19 versehenen Saugkasten 14 und der in
der Untersiebschlaufe 11 angeordneten, eine elastisch deformierbare
Oberfläche 20 aufweisenden Walze 15 gebildet wird.
Die Entwässerung der Bahn W im Vorpressennip N erfolgt
teils durch das im Saugkasten 14 herrschende Vakuum, teils
durch den Druck, den die gegen den Deckel des Saugkastens 14 drückenden Walze 15 bewirkt.
Am Ende des Zweisiebabschnitts ist noch ein Transfersaugkasten 16 angeordnet,
der dafür sorgt, dass die Bahn W in jener Phase, in der das
Obersieb 12 mit Hilfe der Leitwalze 9 von der Bahn
W weg geführt wird, dem Untersieb 11 folgt. An den
Zweisiebabschnitt schließt sich ein zweiter Langsiebabschnitt
mit (nicht dargestellten) Entwässerungselementen an, und
danach wird die Bahn W mit der Pick-up-Walze 17 vom Untersieb 11 auf
die Bespannung 18 der Pressenpartie überführt.
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2 zeigt
einen Gap-Former, bei dem die Faserstoffsuspension aus dem Stoffauflauf 10 in
den vom Untersieb 11, das über die Leitwalze 8 läuft,
und dem durch die Formierwalze 24 gelenkten Obersieb 12 gebildeten
keilförmigen Formierspalt gespritzt wird. Die Entwässerung
beginnt an der gekrümmten Fläche der in der Obersiebschlaufe 12 befindlichen Formierwalze 24 und
setzt sich fort im Wirkungsbereich der auf der Obersiebseite 12 befindlichen
Entwässerungskästen 25. Auf der Seite
der Untersiebschlaufe 11 sind an der entsprechenden Stelle
belastbare Entwässerungsleisten 26 angeordnet,
die die Entwässerung im Bereich der Entwässerungskästen 25 unterstützen.
Auf die Entwässerungskästen 25 folgt
auf der Seite der Untersiebschlaufe 11 eine Formierwalze 27,
welche die schräg nach oben laufenden Siebe 11, 12 und
die Bahn W nun schräg nach unten lenkt. Auf der schräg
abwärts gerichteten Laufstrecke der Siebe 11, 12 befindet
sich eine Vorpresse, die aus einem Saugkasten 14 mit gelochtem Deckel 19 und
einer mit elastisch deformierbarer Oberfläche 20 versehenen
Walze 15, die gegen den Deckel 19 des Saugkastens 14 belastet
bzw. gedrückt werden kann, besteht. Hinter dem Vorpressnip N
ist auf der Seite des Untersiebs 11 ein Transfersaugkasten 16 angeordnet,
hinter dem die Bahn W dem Untersieb 11 folgt bis sie schließlich
am Ende der Formierpartie mit Hilfe der Pick-up-Walze 17 vom Untersieb 11 auf
die Bespannung 18 der Pressenpartie überführt
wird.
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Abweichend
von dem in 1 und 2 Gezeigten
kann die erfindungsgemäße Formierpartie auch so
verwirklicht werden, dass das eine der Gewebe, die die Bahn durch
den Vorpressnip N führen, aus einem Transferband oder einem
Pressfilz besteht. Dabei ist es dann zweckmäßig,
dass wenigstens das gegen den gelochten Deckel 19 des Saugkastens 14 zu
liegen kommende Gewebe ein Formiersieb oder ein anderes aus gut
wasserdurchlässigem Material bestehendes Gewebe ist.
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Im
Folgenden werden die Konstruktion und die Funktion der Vorpresse
unter Bezugnahme auf 3 genauer beschrieben. Der Deckel 19 des Saugkastens 14 ist
mit Löchern 19a versehen, die schräg
zur Laufrichtung der Siebe 11, 12 und der Bahn
W gerichtet sind. Das Vakuum des Saugkastens 14 wirkt über
diese Löcher 19a des Deckels 19 auf die
zwischen den Sieben 11 und 12 befindliche Bahn
W, wobei aus der Bahn W über die Löcher 19a Wasser
in den Saugkasten 14 abgeht. Der im Saugkasten 14 herrschende
Unterdruck beträgt bevorzugt 10–40 kPa. Die Walze 15 hat
eine elastisch deformierbare Oberfläche 20, die
sich zumindest in einem gewissen Maße der Form des Deckels 19 des
Saugkastens 14 anzupassen vermag. Infolge der elastischen
Oberflächenstruktur 20 der Walze 15 bilden der
Deckel 19 des Saugkastens 14 und die gegen diesen
Deckel belastbare bzw. drückende Walze 15 einen
verbreiterten Nip N, dessen Breite größer ist als
bei einem herkömmlichen Walzennip.
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Im
unteren Teil von 3 ist die Entwicklung des Entwässerungsdruckes
im Vorpressnip N dargestellt. Die Entwässerung nach oben
durch das Obersieb 12 hindurch beginnt, sobald die Bahn
W in den Wirkungsbereich des Saugkastens 14 gelangt. Anfangs
entspricht der Entwässerungsdruck p1 im
Wesentlichen dem im Saugkasten 14 herrschenden Unterdruck,
der in diesem Fall im Bereich von etwa 10–40 kPa liegt.
An der Nipstelle N wird die Walze 15 gegen den gelochten
Deckel 19 des Saugkastens 14 gedrückt,
wobei der Entwässerungsdruck zunimmt. Maximal kann der
Entwässerungsdruck p2 je nach Situation
100–300 kPa betragen. Eine Rückbefeuchtung der
Bahn hinter dem Nip lässt sich verringern indem man das
Vakuum des Saugkastens 14 eine gewisse Strecke über
den Nip N hinaus wirken lässt.
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4 zeigt
ein Beispiel der elastisch deformierbaren Oberflächenkonstruktion 20 der
Walze 15. Die Walze 15 hat einen Grundmantel 21,
auf dem eine Lage aus spiralförmig gewickeltem Druckluftschlauch 22 angeordnet
ist. Auf diese von dem Druckluftschlauch 22 gebildete Schicht
ist noch ein aus elastischem Werkstoff bestehendes Band oder ein
Strumpf 23 aufgezogen. Der in dem Druckluftschlauch 22 herrschende
Unterdruck kann mit einem (nicht dargestellten) Druckregelventil
reguliert werden. Der Durchmesser D der Walze 15 liegt
bevorzugt im Bereich von 800–1500 mm.
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In 5 ist
ein zweites Beispiel der Konstruktion der Walze 15 mit
elastischer Oberfläche gezeigt. Auch in diesem Fall hat
die Walze 15 eine auf dem Grundmantel 21 angeordnete,
aus dem Druckluftschlauch 22 bestehende Schicht und auf
dieser noch einen aus elastischem Werkstoff bestehenden Strumpf 23.
Die Querschnittsform des Druckluftschlauches 22 kann auch
von den in 4 und 5 gezeigten
Formen abweichen.
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Die
von dem Druckluftschlauch 22 und dem Strumpf 23 gebildete
Gesamtheit ist elastisch und vermag an der Außenseite der
Walze 15 einen Flächendruck zu erzeugen, der proportional
zu dem im Druckluftschlauch 22 herrschenden Druck ist.
Zwischen dem Saugkasten 14 und der Walze 15 mit elastischer
Oberfläche bildet sich ein verbreiterter Nip N, dessen
Nipdruck durch Veränderung des im Druckluftschlauch 22 herrschenden
Druckes geregelt werden kann. Bevorzugt liegt dieser Druck im Bereich
von 0,5–6 bar. Gelangt nun ein in der Bahn enthaltener
Faserklumpen in den Nip, so vermag die Oberflächenschicht 20 der
Walze 15 örtlich nachzugeben, sodass die durch
den Nip laufenden Siebe 11, 12 und die Bahn W
nicht beschädigt werden.
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6 zeigt
eine Ausführungsform, bei der eine erfindungsgemäße
Vorpresse zum Aneinanderfügen der getrennt hergestellten
Lagen einer zweilagigen Papier- oder Kartonbahn eingesetzt wird.
Die Formierpartie umfasst zwei getrennte Langsiebpartien, in denen
je eine Lage W1, W2 der Bahn hergestellt wird. Aneinandergefügt
werden die beiden Lagen im Gautschnip N.
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Aus
dem ersten Stoffauflauf 30 wird zur Bildung der ersten
Lage W1 Faserstoffsuspension auf das erste
Langsieb 31 gespritzt. Am Anfang der Langsiebpartie ist
ein zweiteiliger Siebtisch 32 angeordnet, dessen erster
Teil 33 einen gelochten Deckel 34 und dessen zweiter
Teil 35 einen Leistendeckel 36 hat. Zur Verstärkung
der Entwässerung können die Entwässerungskammern 33, 35 des
Siebtischs 32 mit Vakuum beaufschlagt werden. Auf den Siebtisch 32 folgt
einen Anzahl Saugkästen 37 zum Entwässern
der Faserstoffsuspension durch das Sieb 31 hindurch. Am
Ende der Langsiebpartie befindet sich eine Umlenkwalze 38,
die das erste Sieb 31 nach unten lenkt.
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Aus
dem zweiten Stoffauflauf 40 wird zur Bildung der zweiten
Lage W2 Faserstoffsuspension auf das zweite
Langsieb 41 gespritzt. Am Anfang auch dieser Langsiebpartie
ist ein zweiteiliger Siebtisch 42 angeordnet, dessen erster
Teil 43 einen gelochten Deckel 44 und dessen zweiter
Teil 45 einen Leistendeckel 46 hat. Zur Verstärkung
der Entwässerung können die Entwässerungskammern 43, 45 des Siebtischs 42 mit
Vakuum beaufschlagt werden. Auf den Siebtisch 42 folgt
einen Anzahl Saugkästen 47 zum Entwässern
der Faserstoffsuspension durch das Sieb 41 hindurch. Am
Ende dieser Langsiebpartie befindet sich eine Umlenkwalze 48,
die das zweite Sieb 41 fast parallel zu dem ersten Sieb 31 nach
unten lenkt.
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In
dem abwärts gerichteten Abschnitt der Siebe 31, 41 ist
ein Gautschnip N angeordnet, der die Siebe 31, 41 und
die auf diesen befindlichen Bahnlagen W1,
W2 zusammenführt. Gebildet wird
dieser Nip N von einem auf der Seite der ersten Siebschlaufe 31 befindlichen,
mit gelochtem Deckel 19 versehenen Saugkasten 14 und
einer auf der Seite der zweiten Siebschlaufe 41 befindlichen,
eine elastisch deformierbare Oberfläche 20 aufweisenden
Walze 15, die gegen den Deckel 19 des Saugkastens 14 belastet bzw.
gedrückt wird. Infolge der gemeinsamen Wirkung des Vakuums
des Saugkastens 14 und des Pressdruckes der Walze 15 werden
die auf dem ersten Sieb 31 befindliche erste Bahnschicht
W1 und die auf dem zweiten Sieb 41 befindliche
zweite Bahnschicht W2 in dem von dem Saugkasten 14 und
der Walze 15 gebildeten Gautschnip N zu einem festen Aneinanderhaften
gebracht. Darauf folgt eine Umlenkwalze 49, die die Siebe 31, 41 und
die Bahn W aus der vertikalen in horizontale Laufrichtung bringt. Am
Ende des Zweisiebabschnittes wird das zweite Sieb 41 von
der Bahn W weg geführt, während die Bahn W dem
ersten Sieb 31 folgt. Am Ende der Formierpartie befindet
sich noch ein letzter Langsiebabschnitt, auf dem die zusammengefügte
Bahn W mit Hilfe der Saugkästen 39 durch das Sieb 31 hindurch entwässert
wird.
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Ein
wichtiger Vorteil des in 6 gezeigten Zweischichtformers
besteht in seiner einfachen Konstruktion. Bei jedem der beiden Langsiebabschnitte sind
lediglich ein Siebtisch 32, 42 und Saugkästen 37, 47,
aber zum Beispiel keine Belastungs- bzw. Entwässerungsleisten
erforderlich. Die Deck- und die Grundschicht W1 und
W2 der zweilagigen Bahn können
völlig getrennt voneinander hergestellt werden. Eine ausreichend
gute Formation wird bereits auf dem Siebtisch 32, 42 durch
Geschwindigkeitsunterschied zwischen dem aus dem Stoffauflauf 30, 40 austretenden
Suspensionsstrahl und dem Formiersieb 31, 41 erzielt.
Mit einem solchen Zweischichtformer kann zum Beispiel Kopierpapier
hergestellt werden, dessen eine Seite für das Bedrucken
mit Laserdrucker und dessen andere Seite für das Bedrucken mit
Tintenstrahldrucker optimiert ist. Mit dem Zweischichtformer kann
auch zweiseitiges Kopierpapier kosteneffizient hergestellt werden,
dessen eine Seite zum Beispiel aus billigerem Rohstoff besteht.
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Mit
dieser Lösung erzielt man ein hohes Geschwindigkeitspotential.
Trifft der Suspensionsstrahl mit einer Geschwindigkeit von 1300–2000
m/min auf den Siebtisch, so kommt es nicht zu der sogenannten „Stock
jump”-Erscheinung, d. h. zur Bildung von Stoffspritzern.
Die enorme Entwässerungskapazität des Siebtischs 32, 42 reduziert
die Länge des Langsiebabschnitts auf ein vernünftiges
Niveau von 2–4 Meter. Die flächenbezogene Masse
pro Lage liegt bevorzugt im Bereich von 20–50 g/m2, wobei dann die flächenbezogene
Masse der zweilagigen Bahn insgesamt 40–100 g/m2 beträgt.
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Bei
der Herstellung von Feinpapier wird im Allgemeinen in Papiermitte
ein hoher und an den Papieroberflächen eine niedriger Füllstoffgehalt
angestrebt, um das Stauben des Papiers auf ein Mindestmaß zu
reduzieren. Mit dem Zweischichtformer nach 6 erreicht
man, dass der Füllstoff im Mittenbereich der zusammengefügten
Bahn bleibt. Mit der neuen Gautschpresse erzielt man eine intensive
Entwässerung und eine gute Spaltfestigkeit, d. h. innere Bindekraft
der Bahn. Durch das Aneinanderfügen der feinstoffreichen
Oberflächen wird die Spaltfestigkeit des Papiers verbessert
und der Bedarf an Stärke gesenkt. Werden die Lagen getrennt
hergestellt, ist das Orientierungsniveau der Papieroberund -unterseite leicht
zu regulieren. Bei der Herstellung von Kopierpapier lässt
sich das Einrollen der Bahn leicht unter Kontrolle halten. Dieses
Konzept bietet auch die Möglichkeit, zwischen die Lagen
des Papiers diverse Markierungsstoffe einzufügen. Mit dem
besagten Zweischichtformer können die meisten geschichteten Produkte
hergestellt werden, von denen u. a. eine extrem gute Regulierung
des Einrollens in Maschinenrichtung und/oder Verschiedenheit der
Oberflächen verlangt werden. Solche Papiere sind zum Beispiel die
für Tintenstrahldruck oder Laserdruck geeigneten Kopierpapiere
und das Papier für Haftlaminate.
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Das
Konzept ermöglicht auch das Schichten billigen und teuren
Materials (z. B. von deinktem Altpapierstoff und Zellstoff oder
von ungebleichtem und gebleichtem Zellstoff).
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7 und 8 zeigen
eine alternative Vorpressenkonstruktion. Das erste Presselement
besteht auch hier aus einem Saugkasten 14 mit gelochtem
Deckel 19. Das zweite Presselement 115 besteht aus
einem elastisch deformierbaren Stützteil 52, das so
in die Höhlung 54 eines starren Halters 51 eingesetzt
ist, dass es sich in jener Phase, in der das zweite Presselement 115 gegen
den Deckel 19 des Saugkastens 14 belastet/gedrückt
wird, der Form des Deckels 19 des Saugkastens 14 anzupassen
vermag. Das aus elastischem Werkstoff hergestellte Stützteil 52 hat
eine Druckkammer 53, die über einen Druckregler 56 an
eine Druckmediumquelle 57 angeschlossen ist. Durch Veränderung
des in der Druckkammer 53 herrschenden Druckes kann der
Nipdruck reguliert werden. Das elastisch deformierbare Stützteil 52 einschließlich
Halter 51 ist weiter an einem feststehenden Stützbalken 50 abgestützt.
Wie von der Schuhwalze her bekannt, ist diese gesamte Konstruktion
von einem aus flexiblem Material bestehenden Band 55 umgeben,
das dazu eingerichtet ist, sich über die Oberfläche
des Stützteils 52 hinweg zu bewegen.
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Die
Erfindung kann im Rahmen des durch die Patentansprüche
definierten Schutzbereichs auf vielerlei Weise modifiziert werden.
Der Saugkastendeckel braucht nicht eben, sondern kann auch konvex
oder konkav geformt sein, und das Presselement mit elastischer Oberfläche
kann auf verschiedenste Weise konstruiert sein.
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Unter
Papiermaschinen sind in diesem Zusammenhang Papier-, Karton-, Tissue-
und Zellstofftrockenmaschinen zu verstehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 5820731
A [0006]
- - US 5620566 A [0007]
- - FI 20010287 [0009]
- - WO 2005/038129 [0017]
- - WO 2005/038130 [0017]